城市土-水界面污染流的典型水生生物氧化脅迫及相關(guān)調(diào)控.pdf

1、本文以研究模擬城市土-水界面污染流的生態(tài)毒理效應(yīng)為目的。選取了典型多環(huán)類人工合成麝香(加樂麝香HHCB)以及重金屬(鎘Cd)為研究對象，以大型蚤和鯽魚作為受試生物，研究了含HHCB/Cd單一和聯(lián)合污染物的模擬城市土-水界面污染流對大型蚤和鯽魚的急性毒性效應(yīng)，以及對鯽魚肝臟抗氧化酶系統(tǒng)-超氧化歧化酶(SOD)、過氧化氫酶(CAT)、過氧化物酶(POD)和脂質(zhì)過氧化產(chǎn)物(MDA)，腦乙酰膽堿酯酶(AChE)和血清天冬氨酸轉(zhuǎn)氨酶(AST)和丙

2、氨酸轉(zhuǎn)氨酶(ALT)毒性效應(yīng)。為了進(jìn)一步探討城市土-水界面污染流的毒性機(jī)理，本文還研究了幾種天然有機(jī)質(zhì)(NOM)存在的情況下吐納麝香(AHTN)和HHCB紫外吸收光譜的變化，以及NOM對于臭氧(O3)降解AHTN和HHCB的影響。
　　 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：在模擬城市土-水界面污染流條件下，含單一HHCB和Cd的24h和48h對大型蚤半數(shù)效應(yīng)濃度(EC50)值分別為：2.455、1.187mg/L和0.384、0.304mg/L;對鯽

3、魚的24、48、72和96h的半數(shù)致死濃度(LC50)值分別為：4.8、3.3、2.9、2.6mg/L和43.5、39.7、39.0、38.8mg/L。在清水試驗(yàn)條件下二者對大型蚤24h和48h的EC50值分別為：0.533、0.189mg/L和0.359、0.244mg/L;對鯽魚的LC50值分別為：1.70、1.14、0.81、0.66mg/L和33.15、30.06、27.12、25.18mg/L。由試驗(yàn)結(jié)果可見，在模擬城市土-水

4、界面污染流條件下Cd對于大型蚤的單一毒性效應(yīng)遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于HHCB，而HHCB對于鯽魚的單一毒性卻遠(yuǎn)遠(yuǎn)大于Cd，這說明對于HHCB來說鯽魚要比大型蚤更為敏感，更適合用于對城市土-水界面污染流中HHCB的監(jiān)測，反之，大型蚤則更適合用于對水體中重金屬Cd的監(jiān)測。此外，兩種污染物無論是對于大型蚤還是鯽魚在清水實(shí)驗(yàn)條件下的毒性效應(yīng)都高于在模擬城市土-水界面污染流實(shí)驗(yàn)條件下的毒性效應(yīng)，這可能是由于受到試驗(yàn)體系中土壤顆粒吸附作用影響而產(chǎn)生的。
　　

5、 在聯(lián)合急性毒性實(shí)驗(yàn)中，當(dāng)HHCB和Cd二者以毒性1∶1進(jìn)行聯(lián)合毒性效應(yīng)實(shí)驗(yàn)時(shí)，HHCB和Cd對于大型蚤的聯(lián)合毒性效應(yīng)在模擬城市土-水界面污染流中和清水實(shí)驗(yàn)條件下截然不同，在模擬城市土-水界面污染流實(shí)驗(yàn)條件下二者的聯(lián)合作用類型在暴露時(shí)間內(nèi)表現(xiàn)為拮抗作用，而在清水實(shí)驗(yàn)條件下表現(xiàn)為協(xié)同作用。對于鯽魚的聯(lián)合毒性效應(yīng)無論是在模擬城市土-水界面污染流條件下還是在清水實(shí)驗(yàn)條件下，二者的聯(lián)合作用類型都出現(xiàn)一個(gè)轉(zhuǎn)變的過程，在模擬城市土-水界面污染流實(shí)

6、驗(yàn)條件下，暴露時(shí)間24和48h為拮抗作用，而在72和96h轉(zhuǎn)變?yōu)閰f(xié)同作用；在清水實(shí)驗(yàn)條件下，暴露時(shí)間24h為拮抗作用，在48、72和96h轉(zhuǎn)變?yōu)閰f(xié)同作用。這說明土-水界面可以改變HHCB和Cd二者的聯(lián)合毒性效應(yīng)類型，同時(shí)，也說明暴露時(shí)間可以改變污染物聯(lián)合作用類型。
　　 無論鯽魚被暴露在含單一還是聯(lián)合HHCB/Cd的模擬城市土-水界面污染流中時(shí)，鯽魚肝臟抗氧化酶(SOD、CAT和POD)和MDA在暴露期間都出現(xiàn)了顯著被誘導(dǎo)現(xiàn)象，

7、由于試驗(yàn)所設(shè)定的污染物濃度較低，所以，被測指標(biāo)在暴露后期基本恢復(fù)到控制組水平，可見，在實(shí)驗(yàn)濃度條件下，含HHCB/Cd的模擬城市土-水界面污染流對鯽魚產(chǎn)生了一定的氧化脅迫效應(yīng)，但這種氧化脅迫效應(yīng)是可逆的，鯽魚抗氧化防御系統(tǒng)有能力對自身進(jìn)行保護(hù)，使得機(jī)體不受氧化脅迫損傷。同時(shí)，研究顯示在暴露初期HHCB和Cd的聯(lián)合作用類型表現(xiàn)為協(xié)同作用，隨著暴露時(shí)間的延長逐漸轉(zhuǎn)變?yōu)橄嗉幼饔谩２⑶以谶@一實(shí)驗(yàn)中，SOD和CAT酶活性對于污染物的響應(yīng)更為敏感。

8、
　　 在魚腦AChE和血清轉(zhuǎn)氨酶的研究中，當(dāng)鯽魚被暴露在含單一和聯(lián)合HHCB/Cd的模擬城市土-水界面污染流中時(shí)，AChE活性都出現(xiàn)不同程度的抑制效應(yīng)，而ALT和AST活性產(chǎn)生了不同程度的誘導(dǎo)效應(yīng)。與抗氧化酶活性變化相比這幾種酶的活性變化有較為明顯的劑量-響應(yīng)關(guān)系。此外，在聯(lián)合暴露中，AChE和轉(zhuǎn)氨酶活性變化與單一污染物暴露相比有較明顯增強(qiáng)。
　　 在本文的研究中土壤懸浮液處理組酶活的變化與控制組相比，并沒有出現(xiàn)顯著性

9、差異，這說明在實(shí)驗(yàn)設(shè)定的土壤懸浮液的濃度范圍內(nèi)，土-水界面本身不會(huì)對鯽魚產(chǎn)生生理生化的毒性效應(yīng)。且在所有酶活實(shí)驗(yàn)中，最低濃度組(單一Cd:1.5μg/L;單一HHCB:0.15μg/L;HHCB/Cd聯(lián)合：0.15/1.5μg/L)所測酶活和MDA水平均沒有出現(xiàn)顯著誘導(dǎo)或抑制效應(yīng)。因此，我們認(rèn)為這一暴露濃度對鯽魚來說是安全的。這可以為我國城市土-水界面污染流環(huán)境質(zhì)量基準(zhǔn)的制定提供可靠的數(shù)據(jù)支持。
　　 為了進(jìn)一步對城市土-水界面

10、污染流進(jìn)行研究，我們采用差異吸收光譜(DAS)圖譜來表征典型多環(huán)類人工合成麝香AHTN與天然有機(jī)質(zhì)Humic Acid(HA)和Suwannee River fulvic acid(SRFA)在不同的pH值下的相互作用。實(shí)驗(yàn)表明，pH值會(huì)影響吸收峰的強(qiáng)度。在SRFA對AHTN的吸收光譜影響研究中，不含SRFA的AHTN圖譜吸收峰的強(qiáng)度明顯高于含SRFA的相應(yīng)濃度組。在研究中，我們通過紫外光譜在250nm處的差異吸光值(ΔA250)與熒光